Два основных механизма абляции: испарение и сдувание пленки расплава
Под абляцией мы будем подразумевать унос массы метеороида в результате фазовых превращений твердого поверхностного слоя в жидкое и газообразное состояние. Таким образом, унос массы за счет абляции включает два процесса: а) плавление наружного слоя и последующее сдувание жидкой пленки набегающим потоком воздуха; б) испарение твердой фазы или жидкой пленки и унос массы в виде паров. Некоторые специалисты (например, Б. 10. Левин) включают в понятие «абляция» также дробление метеороида, точнее, ту форму дробления, при которой происходит отделение от крупного тела мелких твердых частиц, масса которых много меньше массы самого метеороида. Эта форма дробления получила название «шелушения». Не отрицая важной роли дробления (во всех его формах) в изменении обстоятельств полета метеороида и роли «шелушения» в потере массы, мы не будем вводить «шелушение» в понятие абляции, сохранив за этим термином определение, данное выше. Нужно иметь в виду, что как капельки расплавленной пленки, так и отделившиеся от метеороида маленькие твердые частички, сохраняя большую скорость относительно пабегающего потока воздуха, быстро испаряются, и свечение образующихся при этом паров вносит свой вклад в излучение метеора. Проблеме дробления метеороидов будет посвящена глава VII. Здесь мы рассмотрим два основных механизма абляции: плавление (и сдувание капель) и испарение. § 13. ДВА ОСНОВНЫХ МЕХАНИЗМА АБЛЯЦИИ 123 Вопрос о том, какой из этих механизмов преобладает в уносе массы метеороида, давно уже был (и продолжает оставаться) предметом дискуссии. Концепция преобладающей роли плавления и сдувания (по крайней мере для крупных тел) поддерживалась Е. Л. Криновым [1231 Рис. 26. Кора плавления Сихотэ-Алпнского метеорита с застывшими каплями-шариками. на основании изучения застывших брызг, капель (в виде шариков) на поверхности упавших метеоритов, в основном железных (рис. 26). В дальнейшем ее развивали и поддерживали А. Кук [308], В. Н. Лебединец и Ю. И. Портнягин [139],.В. Г. Кручиненко и А. Н. Шайдо [127,129, 130]. Серьезная критика концепции плавления и сдувания была дана в 1956 г. Б. Ю. Левиным в его монографии [147]. Основное возражение против этой концепции состоит в следующем. Удельная теплота плавления для вещества метеорои- дов равна примерно 2 • 1010 эрг/г, удельная теплота испарения — 8 • 1010 эрг/г, т. е. в четыре раза больше. Если 124 ГЛ. III. АБЛЯЦИЯ МЕТЕОРОИДОВ мы вновь выпишем уравнение потери массы (3.2) f = -A^!, (Ш) то легко убедимся, что при заданных значениях р, v, S потеря при плавлении и сдувании будет значительно больше, чем при испарении, причем не только из-за уменьшения Q в знаменателе, но и из-за того, что в случае плавления Л ~ 1 (нет загораживания слоем паров), тогда как в случае интенсивного испарения Л < 1. Поэтому скорость потери массы в двух крайних случаях («чистое» плавление и «чистое» испарение) будет отличаться более чем на порядок. Как уже говорилось в § 7, наблюдения позволяют определять коэффициент абляции о = ^, (13.2) который отличается от отношения A/Q, стоящего в правой части (13.1), на множитель (2Г)"1 ~ 1. Пренебрегая этим множителем, мы можем использовать данные наблюдений для решения вопроса о преобладающем механизме абляции (ибо, вообще говоря, оба механизма могут действовать одновременно). Как видно из рис. 13, большинство наблюдательных точек лежит ниже верхнего предела произведения TQ, соответствующего испарению, т. е. именно испарение является главным, определяющим механизмом абляции для фотографических и быстрых радиометеоров. Медленные радиометеоры (кривая Вер- ниани на рис. 14) могут терять часть массы за счет плавления. О том же говорят кривые хода Л для медленных болидов (см. рис. 16). Помимо этого чисто наблюдательного аргумента в пользу испарения можно привести и такой, более общий, довод. При «чистом» плавлении скорость потери массы будет очень велика, видимые пути метеоров будут гораздо короче, чем наблюдаемые. Упавшие метеориты должны тогда составлять по массе ничтожную долю первоначальных тел, что не подтверждается анализом изоплет космогенного гелия-3 в метеоритах.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Два основных механизма абляции: испарение и сдувание пленки расплава» з дисципліни «Фізика метеоритних явищ»
